一種與加速踏板聯動的車速自動操控裝置的製作方法

2023-05-27 23:05:21

專利名稱：一種與加速踏板聯動的車速自動操控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型一種與加速踏板聯動的車速自動操控裝置，是一種用於汽車實施巡航速度控制時的車速自動操控執行裝置。
傳統的加速踏板，對汽車實施速度控制，是通過駕駛員在汽車行駛過程中，用腳不斷踩踏或放鬆加速踏板，調整節氣門開度，增減發動機對混合氣的吸入量，有效控制發動機的輸出功率實現的。
現有汽車巡航速度系統中的速度控制執行機構，一般是以岐管真空變量作為節流伺服機構的動力，推動節流機構實現的；中國專利局公開的「汽車行駛速度自動控制裝置」(專利申請號91103320.3)中的自動速度控制執行機構，是利用與加速踏板聯動的機電一體化裝置控制節氣門實現的。但上述執行裝置或因燃油、車型不同，難以統一。或存在精確度低、隨動性差缺點。
本實用新型目的按現有汽車自動速度控制系統中輸出的增速信號或減速信號為基本模式，設計一種能與上述輸入信號接口、與加速踏板聯動，以步進電機、電磁調節器、蝸輪執行組件構成的裝置，實現本實用新型所述目的——種與加速踏板聯動的車速自動操控裝置。
實用新型是這樣實現的在現有加速踏板與節氣門之間的油門拉杆或油門拉索上連接一油門鏈條，該油門鏈條與電磁調節器上的一個隨動齒輪嚙合。當駕駛員無實施巡航速度控制時，駕駛員按常規踩踏加速踏板，以隨動齒輪為隨動支點，通過裝接有油門鏈條的油門拉杆或油門拉索提拉節氣門，調節節氣門開度；當駕駛員實施巡航速度控制時，電磁調節器的電磁力吸合與銜鐵連在一起的傳動軸，使傳動軸上的傳動軸壓盤緊壓隨動齒輪，節氣門被固定，發動機輸出功率不變，駕駛員可免踩加速踏板，保持汽車在平坦路面上勻速行駛。若路面阻力發生變化時，發動機轉速隨之變化，以反饋於速度傳感器的該變化了的速度，與電子速度控制中心原輸入的巡航速度相比較判斷檢測的速度差信號，作為步進電機的脈衝產生，脈衝分配信號輸入步進電機的A、B、C接線端，起動步進電機，通過步進電機輸出軸、蝸輪執行組件、電磁調節器傳動軸，將不同轉向的驅動力作為增速或減速驅動源，驅動隨動齒輪左轉或右轉牽動油門拉杆或油門拉索相應調整節氣門開度，修正發動機輸出功率，達到在電子速度控制中心指揮控制下，以本實用新型自動操作方式，替代駕駛員用加速踏板控制汽車速度。
以下結合附圖，詳細說明本實用新型具體細節。


圖1為本實用新型結構示意圖。
圖1中的標號依次為步進電機輸出軸(1)，蝸杆(2)，蝸輪(3)，電磁線圈(4)，銜鐵(5)，傳動軸軸座(6)，彈簧(7)，導鍵(8)，左平面軸承(9)，右平面軸承(10)，電磁調節器殼體(11)，外殼軸承(12)，隨動齒輪(13)，加速踏板(14)，傳動軸壓盤(15)，傳動軸(16)，油門拉鏈(17)，節氣門(18)。
其中A、B、C為經功率放大後的步進電機脈衝相序輸入端；±V為電磁線圈的接線端。上述信號及指令由現有電子速度控制中心輸入。
蝸杆(2)安於步進電機輸出軸(1)上，其轉速及轉向根據步進電機運作步數及狀態傳輸給渦輪(3)。
導鍵(8)與傳動軸(16)鍵槽緊裝配，導鍵(8)與蝸輪(3)心孔鍵槽滑動配合。
平面軸承(9)(10)用於對蝸輪的限位及承載滾動。
在
圖1中，隨動齒輪(13)是安裝於電磁調節器殼體(11)端面外殼軸承(12)上的一個滾動齒輪，齒輪的齒尖上掛著油門拉鏈(17)，(也可以是一齒條)與油門拉鏈兩端連接的油門拉杆或油門拉索與汽車節氣門(18)、加速踏板(14)的連接關係不變，因而他門之間是互為牽動和聯動著的。當駕駛員在汽車行駛過程中未啟動巡航速度系統而需減速增速時，只要腳踩加速踏板(14)，
圖1中安於電磁調節器端面外殼軸承(12)上的隨動齒輪(13)，會在油門拉鏈(17)牽動之下，隨加速踏板(14)的下壓和抬起左右轉動，調節節氣門(18)開度，完成傳統人工操控汽車行駛速度目的。這是本實用新型一種與加速踏板聯動的車速自動操控裝置中，加速踏板的功能保持不變的主體部分。
下面繼續依
圖1詳述本實用新型用於自動車速操控時與加速踏板聯動部分。
當駕駛員在汽車行駛過程中實施巡航速度控制時，其目的在於在平坦路面上給定一速度，保持汽車勻速行駛並免踩加速踏板。為此，駕駛員按程序在給定所需的定速值後(巡航速度值)，將按下巡航速度控制系統指令鍵，實施車速自動操控，在這種情況下，車速自動操控裝置是這樣工作著的
圖1中，當車速進入或處於駕駛員所輸入的定速值時，車速自動操控裝置根據電子速度控制中心輸出的指令信號將自動接通電磁線圈(4)電源，電磁線圈(4)產生的電磁力克服彈簧(7)張力，將與銜鐵(5)連在一起的傳動軸(16)吸向傳動軸軸座(6)一方並連成一體(因傳動軸鍵槽上的導鍵(8)與蝸輪(3)心孔中的鍵槽滑動配合，故傳動軸(16)在蝸輪(3)心孔中的左右移動，不改變蝸輪(3)所處位置)，隨之，傳動軸軸端的傳動軸壓盤(15)將隨動齒輪(13)緊緊壓住，因而，
圖1中節氣門(18)將被限定在一定的開度上，此時駕駛員可以鬆開加速踏板(14)。由於蝸輪蝸杆的自鎖力大於加速踏板回位彈簧力緣故，加速踏板無法回到原來的怠速位置上，被限定的節氣門開度，以不變的充氣量保持發動機穩定的輸出功率，按駕駛員給定速度，把汽車保持在所在路面的勻速狀態中行駛。
然而，再平坦的路面，汽車也不可能絕對地勻速行駛的，比如不同路面的磨擦係數、風速阻力變化等因素，都可以使汽車呈現微小的不規則的增速或減速態勢，一般地說，這種情況可以按電子速度控制中心編定的速度允差模式給予修正過渡。只有當汽車中的電子速度控制中心跟蹤檢測到因路面阻力變化使車輛速度超過速度允差值時，(計算機中預先編定模式。一般為正負誤差3—5公裡，但該執行裝置也可以按需要實施零誤差隨機控制模式)電子速度控制中心輸出的修正指令或信號，將增加或減少發動機輸出功率，以保持在原輸入定速值基礎上，取得新的速度平衡。在這種情況下，本實用新型車速自動操控裝置是這樣實現的；當汽車因路面阻力變化超過速度允差模式，繼續出現車速減速態勢情況下，設電子速度控制中心輸出的增速信號為對步進電機之A—H—A……脈衝分配指令，步進電機起動。
圖1中安於步進電機輸出軸的蝸杆(2)將按步進電機的轉向和速度經蝸輪(3)傳遞於傳動軸(16)，使傳動軸(16)轉動。這樣，原被傳動軸壓盤(15)壓住，使節氣門(8)處於限位狀態的隨動齒輪(13)立即會隨
圖1中傳動軸(16)的轉動，通過油門拉鏈(17)並與之連動的油門拉杆或油門拉索提拉節氣門，增大節氣門(18)開度(此時加速踏板隨隨動齒輪的轉動被下拉)，發動機輸出的功率隨之提高，將汽車速度提高到駕駛員輸入的原巡航速度值上。發動機轉速通過速度傳感器反饋於電子速度控制中心，電子速度控制中心輸出的增速信號中止，步進電機止步，汽車繼續處於巡航狀態。這是汽車因路面阻力造成車速減速時，本實用新型自動車速控制裝置的工作情況。
同理，當汽車因路面阻力變化超過速度允差模式繼續出現車速增速態勢時，電子速度控制中心將輸出一個減速信號改變為對步進電機之C—B—A—C……脈衝分配指令，步進電機起動，
圖1中安於步進電機輸出軸的蝸杆(2)反轉，經蝸輪(3)傳輸於傳動軸(16)，使傳動軸(16)轉動。這時，原被傳動軸壓盤(15)壓住，使節氣門(18)處於限位狀態的隨動齒輪(13)也立即隨
圖1中傳動軸(16)的轉動，減少節氣門(18)開度(此時，加速踏板隨隨動齒輪的轉動而抬高)發動機輸出功率隨之下降，將汽車速度降低至駕駛員輸入的原巡航速度值上(定速值)，電子速度控制中心輸出的減速信號中止，步進電機止步，汽車繼續恢復原巡航狀態。這是汽車因路面阻力造成車速增速態勢時，本實用新型自動車速控制裝置的工作情況，如此循環反饋，反覆運作。
另外，本實用新型也可以將
圖1中之蝸杆(2)、蝸輪(3)、導鍵(8)、左平面軸承(9)、右平面軸承(10)免去，將步進電機輸出軸(1)裝配於
圖1中傳動軸軸座(6)心孔中，直接由步進電機拖動。(
圖1中未畫出，略。)這樣，當駕駛員未實施巡航速度控制時，
圖1中電磁線圈(4)無電磁力，隨動齒輪(13)與傳動軸壓盤(15)分離，按本實用新型前述設計原理，駕駛員通過加速踏板(14)進行入工操作。當駕駛員實施巡航速度控制時，
圖1中電磁線圈(4)產生的電磁力將銜鐵(5)吸合，安於傳動軸軸端之傳動軸壓盤(15)將隨動齒輪(13)緊壓住，轉由步進電機根據電子速度控制中心輸出的增、減速信號或正轉或反轉經
圖1中傳動軸(16)驅動隨動齒輪(13)牽拉油門拉杆或油門拉索調節節氣門(18)開度，控制發動機輸出功率，保持汽車在巡航過程中的勻速狀態。
綜上所述，本實用新型相對比於91103320.3專利申請而言，由於步進電機結合蝸輪執行機構的速比優選分配，利用步進電機能夠快速起動、反轉和制動特徵，其線性及隨動性更為優越。同時，隨著速度傳感器數位化的產生和發展，由於步進電機可以實現數位訊號轉換，本實用新型一種與加速踏板聯動的自動車速操控裝置，將為汽車的自動速度控制提供一種非真空變量方式的執行機構，實現本實用新型所述目的。說明1、處於巡航狀態的汽車，在駕駛員制動剎車時，電磁線圈的電磁吸力消失，控制信號中止。在駕駛員完成剎車動作放鬆制動踏板之後，只要踩壓加速踏板，將車速提高到原輸入的定速值上，電磁線圈又產生電磁吸力，將節氣門定位，汽車又恢復巡航狀態。
2、該自動車速操控裝置，只適宜在平坦的路面上啟動使用。處於巡航狀態的汽車遇急上下坡或轉彎時，駕駛員只要按下「清零鍵」或按下巡航系統中的有關速度控制「中止鍵」，立即可轉換為汽車傳統的手操作狀態。
3、由步進電機直接拖動的電磁調節器，當步進電機止步時，需輸入直通電流，保持自鎖狀態。
權利要求1.本實用新型一種與加速踏板聯動的車速自動操控裝置，該裝置由電動機、電磁調節器、蝸輪執行組件、加速踏板、油門拉杆或油門拉索、節氣門等部分構成。其特徵在於電動機是一個能與電子速度控制中心輸出的電子信號接口的步進電機；步進電機輸出軸上安有一蝸杆，蝸杆與蝸輪齒合，蝸輪與電磁調節器中的傳動軸動配合；傳動軸上安有一傳動軸壓盤；電磁調節器殼體端緣安有一外殼軸承，外殼軸承上裝有一隨動齒輪；一油門拉鏈與隨動齒輪嚙合；油門拉鏈通過油門拉杆或油門拉索分別與加速踏板及節氣門接合聯動。
2.根據權利要求1所述裝置，其特徵在於蝸輪的左右兩邊還各安有一個平面軸承。
3.根據權利要求1、2所述裝置，其特徵在於所述蝸輪與傳動軸之間安有一導鍵，導鍵與蝸輪心孔鍵槽動配合，與傳動軸鍵槽緊裝配。
4.根據權利要求1所述裝置，其特徵在於所述步進電機轉動時，帶動蝸杆、蝸輪、傳動軸轉動。
5.根據權利要求1、4所述裝置，其特徵在於所述電磁線圈有電磁力產生時，傳動軸壓盤與隨動齒輪壓合，對節氣門的開度調節，由步進電機驅動操控。當電磁線圈無電磁力產生時，傳動軸壓盤與隨動齒輪分離，對節氣門的開度調節，由加速踏板踩控。
6.本實用新型一種與加速踏板聯動的車速自動操控裝置，該裝置由電動機、電磁調節器、加速踏板、油門拉杆或油門拉索、節氣門等部件構成，其特徵在於電動機是一個能與電子速度控制中心輸出的電子信號接口的步進電機電磁調節器中的傳動軸上安有一傳動軸壓盤；電磁調節器殼體端緣安有一外殼軸承，外殼軸承上裝有一隨動齒輪一油門拉鏈與隨動齒輪嚙合；油門拉鏈通過油門拉杆或油門拉索分別與加速踏板及節氣門接合聯動。
7.根據權利要求6所述裝置，其特徵在於所述步進電機安於電磁調節器的傳動軸軸座上。
8.根據權利要求6、7所述裝置，其特徵在於所述電磁調節器中的電磁線圈無電磁力產生時，傳動軸壓盤與隨動齒輪分離，對節氣門的開度調節由加速踏板踩控；當電磁調節器中的電磁線圈有電磁力產生時，傳動軸壓盤與隨動齒輪壓合，對節氣門的開度調節直接由步進電機拖動。
專利摘要一種與加速踏板聯動的車速自動操控裝置。該裝置能與汽車巡航速度系統中輸出的電子信號接口，實現一種與加速踏板聯動，以步進電機、電磁調節器、蝸輪執行組件構成的機電一體化裝置。當駕駛員未實施巡航速度控制時，駕駛員按傳統方式踩踏加速踏板控制汽車速度；當駕駛員啟動巡航速度系統時，可免踩加速踏板，步進電機以巡航系統輸入的增、減速信號為指令步進動作，自動調整節氣門開度，保持汽車在平坦路面上勻速行駛。
文檔編號B60K31/00GK2229893SQ95217268
公開日1996年6月26日 申請日期1995年7月18日 優先權日1995年7月18日
發明者李揚榮 申請人:李揚榮